JPH0469104B2 - - Google Patents
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- JPH0469104B2 JPH0469104B2 JP59089552A JP8955284A JPH0469104B2 JP H0469104 B2 JPH0469104 B2 JP H0469104B2 JP 59089552 A JP59089552 A JP 59089552A JP 8955284 A JP8955284 A JP 8955284A JP H0469104 B2 JPH0469104 B2 JP H0469104B2
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- sintering
- moisture
- tio
- humidity
- sintered
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
本発明は新規な複合酸化物焼結体からなる感湿
素子、特に比較的低温で焼結できるセラミツク感
湿素子に関する。 半導体を応用した素子として湿度変化に応じて
電気抵抗値が変化する、いわゆる感湿素子が一般
に知られている。この種の感湿素子は湿度に対す
る抵抗の変化率が大きく、加湿および除湿の応答
時間が敏速であり、ヒステリシスが小さく、かつ
製造工程の影響が少なく安定した特性を再現する
ことのできることが必要である。とくに製造工程
における焼結温度はエネルギー消費の観点から比
較的低温で焼結できることが望まれている。 複合酸化物焼結体からなる感湿素子、例えば一
般に知られているMgCr2O4、Al2O3等を主成分と
する焼結体では1000℃を超える焼結温度を必要と
しており、そのためエネルギー消費や焼成炉の耐
久性において省資源の面で問題があると共に焼結
工程の正確な制御を困難にしている。 従つて本発明は上記に鑑みなされたもので、比
較的低温の焼結によつて得られる新規な複合酸化
物焼結体感湿素子を提供するものでる。すなわち
本発明の感湿素子は0.1≦Li3VO4＜100モル％、
99.9≧TiO2＞０モル％の組成である焼結体から
なるもので、Li3VO4とTiO2を混合後プレス成形
し、焼成して得た焼結体に電極を付けることによ
つて得られる。 TiO2にV2O5、LiO2を同時添加または別途添加
し焼結することにより感湿センサ素子を作製する
提案があるが、これではLi3VO4は生成せず、従
つて感湿特性は30〜90％RHの範囲において、抵
抗値と相対湿度との関係において直線的関係を示
さず、抵抗の変化も小さい（第４図参照）。 しかるに本発明によるLi3VO4−TiO2系の感湿
素子の場合、比較的低温で焼結できると共に、上
記範囲において抵抗値も低く、相対湿度と抵抗値
の関係は直線的に変化し、抵抗の変化も大きく、
かつ応答特性も優れているため精度のよい感湿素
子を得ることができる。しかもこのことはTiO2
に対しLi3VO4を0.1モル％以上含有させることに
よつて達成される。 以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。 第１図は本発明の感湿素子の製造工程を示すブ
ロツク図である。全工程を４つにわけ、予備焼成
工程１０によつて得られたLi3VO4とTiO2を混合
成形するプレス工程１１、成形体を加熱処理する
焼結工程１２、および焼結体を研磨し、電極を装
着する工程１３からなる。 Li3VO4を製造する予備焼成工程１０は出発原
料としてのバナジウム原料およびリチウム原料を
終局的にLi3VO4が得られるように混合調製され
（混合比はモル比で１：３）、混合物を600℃±10
℃で１時間加熱処理する。パナジウム原料として
はV2O5が挙げられ、リチウム原料としてはLi2O
やLi2CO3が挙げられるが、潮解性のないLi2CO3
が正確な秤量ができるので好ましい。なお市販で
高純度Li3VO4が入手できる場合には前述の予備
焼成工程は省略され、次工程から出発できる。 以上のようにして得られたLi3VO4はプレス工
程１１において所定のTiO2を添加、粉砕し、さ
らに粉末樹脂を少量添加混合して加圧成形され
る。 Li3VO4とTiO2の混合比および成形工程以下の
手順について表１に示す各組成比の８個の試料に
ついて説明する。各試料はそれぞれの組成に調製
され乳鉢で粉砕後PVA樹脂を１重量％添加混合
し、１〜2t／cm2で加圧し、10×10×0.5mmの成形
体を作成した。 得られた成形体は焼結工程１２において酸化雰
囲気下、３時間加熱処理され、得た焼結体の目視
観察およびハンドリングの容易さから焼結に要す
る最低温度を判断し、それぞれの焼結温度を表１
および第２図に示した。前記処理時間は必ずしも
それによることはないが、経験から少なくとも１
時間以上は必要であり、それ以下の場合、焼結温
度の判断ができない。
素子、特に比較的低温で焼結できるセラミツク感
湿素子に関する。 半導体を応用した素子として湿度変化に応じて
電気抵抗値が変化する、いわゆる感湿素子が一般
に知られている。この種の感湿素子は湿度に対す
る抵抗の変化率が大きく、加湿および除湿の応答
時間が敏速であり、ヒステリシスが小さく、かつ
製造工程の影響が少なく安定した特性を再現する
ことのできることが必要である。とくに製造工程
における焼結温度はエネルギー消費の観点から比
較的低温で焼結できることが望まれている。 複合酸化物焼結体からなる感湿素子、例えば一
般に知られているMgCr2O4、Al2O3等を主成分と
する焼結体では1000℃を超える焼結温度を必要と
しており、そのためエネルギー消費や焼成炉の耐
久性において省資源の面で問題があると共に焼結
工程の正確な制御を困難にしている。 従つて本発明は上記に鑑みなされたもので、比
較的低温の焼結によつて得られる新規な複合酸化
物焼結体感湿素子を提供するものでる。すなわち
本発明の感湿素子は0.1≦Li3VO4＜100モル％、
99.9≧TiO2＞０モル％の組成である焼結体から
なるもので、Li3VO4とTiO2を混合後プレス成形
し、焼成して得た焼結体に電極を付けることによ
つて得られる。 TiO2にV2O5、LiO2を同時添加または別途添加
し焼結することにより感湿センサ素子を作製する
提案があるが、これではLi3VO4は生成せず、従
つて感湿特性は30〜90％RHの範囲において、抵
抗値と相対湿度との関係において直線的関係を示
さず、抵抗の変化も小さい（第４図参照）。 しかるに本発明によるLi3VO4−TiO2系の感湿
素子の場合、比較的低温で焼結できると共に、上
記範囲において抵抗値も低く、相対湿度と抵抗値
の関係は直線的に変化し、抵抗の変化も大きく、
かつ応答特性も優れているため精度のよい感湿素
子を得ることができる。しかもこのことはTiO2
に対しLi3VO4を0.1モル％以上含有させることに
よつて達成される。 以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。 第１図は本発明の感湿素子の製造工程を示すブ
ロツク図である。全工程を４つにわけ、予備焼成
工程１０によつて得られたLi3VO4とTiO2を混合
成形するプレス工程１１、成形体を加熱処理する
焼結工程１２、および焼結体を研磨し、電極を装
着する工程１３からなる。 Li3VO4を製造する予備焼成工程１０は出発原
料としてのバナジウム原料およびリチウム原料を
終局的にLi3VO4が得られるように混合調製され
（混合比はモル比で１：３）、混合物を600℃±10
℃で１時間加熱処理する。パナジウム原料として
はV2O5が挙げられ、リチウム原料としてはLi2O
やLi2CO3が挙げられるが、潮解性のないLi2CO3
が正確な秤量ができるので好ましい。なお市販で
高純度Li3VO4が入手できる場合には前述の予備
焼成工程は省略され、次工程から出発できる。 以上のようにして得られたLi3VO4はプレス工
程１１において所定のTiO2を添加、粉砕し、さ
らに粉末樹脂を少量添加混合して加圧成形され
る。 Li3VO4とTiO2の混合比および成形工程以下の
手順について表１に示す各組成比の８個の試料に
ついて説明する。各試料はそれぞれの組成に調製
され乳鉢で粉砕後PVA樹脂を１重量％添加混合
し、１〜2t／cm2で加圧し、10×10×0.5mmの成形
体を作成した。 得られた成形体は焼結工程１２において酸化雰
囲気下、３時間加熱処理され、得た焼結体の目視
観察およびハンドリングの容易さから焼結に要す
る最低温度を判断し、それぞれの焼結温度を表１
および第２図に示した。前記処理時間は必ずしも
それによることはないが、経験から少なくとも１
時間以上は必要であり、それ以下の場合、焼結温
度の判断ができない。
【表】
かくして得られた８個の焼結体の焼結招状態か
ら、TiO2に対してLi3VO4が0.1モル％以上含有さ
れた場合、その焼結温度が急激に低下し、省エネ
ルギーの面で極めて有利であることを示してい
る。 次に各試料の湿度センサーとしての機能を調べ
る。試料にスクリーン印刷法によつてくし形電極
（第５図参照、後述）を形成し、その応答速度お
よび抵抗値の測定をしたところ、No.２〜No.７試料
はいずれも感湿素子として良好な機能を有してい
た。例えばNo.３試料について相対湿度30％と90％
間の応答速度は１分以内（第３図）、および常温
（20℃）下での相対湿度30〜90％間の抵抗値の変
化は大きく、かつ直線であること（第４図）から
感湿素子としての十分な機能を具備している。 第５図は本発明にかかる感湿素子の一実施例
で、TiO2とLi3VO4とからなる焼結体１にくし形
電極２，３とが形成され、各電極２，３に引出用
リード線４，５が半田付けされる。なお電極パタ
ーンは本焼結体が十分にポーラスであるからくし
形電極以外に円形またはメツシユ状パターンに形
成することもできる。また電極材料としては通常
の導電性ペーストである白金、ニツケル、銀、
金、酸化ルテニウム等が使用できる。 本発明の感湿素子は従来の複合酸化物系焼結体
感湿素子に比し著しく低い焼結温度で製造できる
ので焼結が容易であり、また品質も安定してお
り、しかも従来のものに比べ何ら遜色のない感湿
機能を有した実用性の高い省エネルギー型のきわ
めて有用なものである。
ら、TiO2に対してLi3VO4が0.1モル％以上含有さ
れた場合、その焼結温度が急激に低下し、省エネ
ルギーの面で極めて有利であることを示してい
る。 次に各試料の湿度センサーとしての機能を調べ
る。試料にスクリーン印刷法によつてくし形電極
（第５図参照、後述）を形成し、その応答速度お
よび抵抗値の測定をしたところ、No.２〜No.７試料
はいずれも感湿素子として良好な機能を有してい
た。例えばNo.３試料について相対湿度30％と90％
間の応答速度は１分以内（第３図）、および常温
（20℃）下での相対湿度30〜90％間の抵抗値の変
化は大きく、かつ直線であること（第４図）から
感湿素子としての十分な機能を具備している。 第５図は本発明にかかる感湿素子の一実施例
で、TiO2とLi3VO4とからなる焼結体１にくし形
電極２，３とが形成され、各電極２，３に引出用
リード線４，５が半田付けされる。なお電極パタ
ーンは本焼結体が十分にポーラスであるからくし
形電極以外に円形またはメツシユ状パターンに形
成することもできる。また電極材料としては通常
の導電性ペーストである白金、ニツケル、銀、
金、酸化ルテニウム等が使用できる。 本発明の感湿素子は従来の複合酸化物系焼結体
感湿素子に比し著しく低い焼結温度で製造できる
ので焼結が容易であり、また品質も安定してお
り、しかも従来のものに比べ何ら遜色のない感湿
機能を有した実用性の高い省エネルギー型のきわ
めて有用なものである。
第１図は本発明の感湿素子の製造工程を示すブ
ロツク図であり、第２図はLi3VO4含有量と焼結
温度の関係を示すグラフ、第３図〜第４図は感湿
素子としての特性値のグラフである。第５図は感
湿素子の一実施例を示す。 １……焼結体、２，３……電極、４，５……リ
ード線、１０……予備焼成工程、１１……プレス
工程、１２……焼結工程、１３……電極装着工
程。
ロツク図であり、第２図はLi3VO4含有量と焼結
温度の関係を示すグラフ、第３図〜第４図は感湿
素子としての特性値のグラフである。第５図は感
湿素子の一実施例を示す。 １……焼結体、２，３……電極、４，５……リ
ード線、１０……予備焼成工程、１１……プレス
工程、１２……焼結工程、１３……電極装着工
程。
Claims (1)
- １ 0.1≦Li3VO4＜100モル％および99.9≧TiO2
＞０モル％の焼結体からなる感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089552A JPS60235760A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59089552A JPS60235760A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60235760A JPS60235760A (ja) | 1985-11-22 |
| JPH0469104B2 true JPH0469104B2 (ja) | 1992-11-05 |
Family
ID=13973983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59089552A Granted JPS60235760A (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60235760A (ja) |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP59089552A patent/JPS60235760A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60235760A (ja) | 1985-11-22 |
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